БЕНЗ-А-ПИРЕН. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ПИЩЕ

<

061714 0157 1 БЕНЗ А ПИРЕН. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ПИЩЕБенз(а)пире́н — органическое химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов.

Молекулярный вес 252.

Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

Бенз(а)пирен (3,4-бензпирен) относится к классу полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и является приоритетным токсикантом окружающей среды во всех развитых странах. Это обусловлено устойчивостью ПАУ в окружающей среде и их высокими мутагенными и канцерогенными свойствами.

В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает своё движение дальше в трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание БП в природных объектах возрастает на порядок.

Контроль содержания бенз(а)пирена в природных продуктах производится методом жидкостной хроматографии.

Бенз(а)пирен обладает сильной люминесценцией в видимой части спектра, что позволяет обнаруживать его в концентрациях до 0.01 ppb люминесцентными методами

Бенз(а)пирен является одним из наиболее опасных углеводородов. Высокие концентрации бенз(а)пирена наблюдаются на городских магистралях, а также вблизи заправочных станций. Бенз(а)пирен является сильным канцерогеном, в частности, вызывает лейкозы, врождённые уродства. Механизм действия связан с встраивание (интеркаляцией) его молекул в молекул ДНК.

Для бенз(а)пирена не существует пороговых концентраций — он представляет угрозу для здоровья в любом количестве.

Данное вещество является продуктом неполного сгорания органических соединений, присутствует в продуктах переработки угля, нефти. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.. Бенз(а)пирен вместе с другими ПАУ оседает в частицах сажи и смолы на поверхности почвы. Мониторинг его содержания осуществляется в почве, воде, воздухе, пищевых продуктах и продовольственном сырье. Предельно допустимая концентрация бенз(а)пирена в почве составляет 0,02 мг/кг.

В результате к проблеме загрязнения воздуха, связанной ранее в основном с выбросами промышленных предприятий, добавилась проблема увеличения загрязнения выбросами автотранспорта. В настоящее время ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что загрязнение атмосферы оказывает влияние на здоровье человека. По оценкам различных специалистов, состояние здоровья на 30 – 40 % зависит от состояния окружающей среды. В последние годы во многих городах широкое развитие получили исследования воздействия загрязнения атмосферы на здоровье. Как показывают исследования, особенно чувствительны к состоянию загрязнения окружающей среды пожилые люди и дети, а также люди с хроническими болезнями сердца и легких. Последствия высокого загрязнения воздуха в городах, и особенно бенз(а)пиреном, будут проявляться в повышении заболеваемости и смертности в течение многих последующих лет. В условиях сохранения высоких уровней загрязнения атмосферного воздуха городов существенно возрастает значение государственного мониторинга загрязнения природной среды, как одного из элементов выявления неблагоприятных тенденций и эффективного использования для разработки и реализации необходимых корректирующих мер. Сохранение государственной сети наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха, стабильное функционирование и развитие ее в регионе возможно лишь при условии, что местные органы власти примут участие в финансировании этих работ.

 

 

2. ОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ. НИТРАТЫ В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ И ВОДЕ

 

Без внесения в почву минеральных удобрений невозможно представить себе современное сельское хозяйство. По сути, это единственный способ увеличить плодородие земли, который могут позволить себе производители, поскольку выдерживание земель под паром – слишком большая роскошь для массового производства. Применение минеральных удобрений в сельском хозяйстве направлено на повышение содержания в почве элементов питания растений для повышения урожайности. Однако часто удобрения вносят в количествах , не сбалансированных с потребляемым растениями, поэтому они становятся мощным источником загрязнения почв, сельскохозяйственной продукции, пойменных грунтовых вод, а также естественных водоемов, рек и атмосферы. Применение избыточных количеств минеральных удобрений может иметь следующие негативные последствия:

Во-первых, длительное внесение удобрений изменяет свойства почв. Применение физиологически кислых удобрений увеличивает кислотность почвы, ведет к значительным потерям гумуса в некоторых пахотных почвах.

Во-вторых, внесение больших количеств азотных удобрений приводит к загрязнению почв, продукции и пресных вод нитратами, а атмосферу – оксидами азота. То же касается и фосфорных удобрений. Неактивное воздействие обусловлено тем, что сельскохозяйственные растения используют только часть питательных элементов, содержащихся в удобрениях.

В-третьих, минеральные удобрения служат источником загрязнения почв тяжелыми металлами. Существенное количество тяжелых металлов попадает в почву с органическими удобрениями. Кроме того, фосфорные удобрения источник загрязнения почв естественными радионуклидами – ураном, торием, радием и др.

В-четвертых, минеральные и органические удобрения, как источник загрязнения почв тяжелыми металлами могут изменить подвижность последних в почве и, следовательно, доступность их растениями. Одновременно увеличивается поток миграции металлов в аккумулятивные ландшафты и гидрографическую сеть.

Для контроля за содержанием тяжелых металлов в почве, существует ПДК и ОДК тех или иных элементов, превышение которых приводит к загрязнению почвы, сельскохозяйственной продукции и вод, в количествах, которые негативно отражаются на здоровье людей, животных, могут изменить равновесие данной экосистемы. Первоочередному контроля подвергаются почвы на содержание радионуклидов Cd, Hg, Pb, во вторую очередь контролируют содержание Ni, Mn, Cr и других элементов.

Из всех минеральных удобрений наибольшую опасность для человека представляют азотные удобрения. Наиболее распространенные азотные удобрения: калийная селитра (нитрат калия) ; чилийская селитра (нитрат натрия) ; кальциевая селитра (нитрат кальция) ; аммиачная селитра (нитрат аммония).

Чрезмерное применение азотсодержащих удобрений в сельском хозяйстве загрязняет продукты питания и способствует интоксикации (болезненное состояние, обусловленное действием на организм токсинов или вредных веществ). При этом в организме человека и животных возникает поражение практически всех органов и тканей.

Азот — это один из самых важнейших химических элементов в жизни растений, т.к. он необходим для синтеза аминокислот, из которых образуются белки. Азот получает растение из почвы в виде минеральных азотных солей (нитратных и аммиачных).

В растениях азот подвергается сложным превращениям. Метаболизм азота в растениях — это сложный процесс, и нитраты занимают в нём промежуточное положение:

HNO3 – HNO2 – (HNO)2 – NH2OH + NH3 |

(нитрат) (нитрит) (гипонитрит) (гидроксиламин) (аммиак)

Нитраты в растениях восстанавливаются до нитритов. В этом процессе участвуют различные металлы (молибден, железо, медь, марганец), и при этом происходит интенсивная трата углеводов, т.к. на восстановление тратится энергия, источником которой являются углеводы. Нитриты могут накапливаться в растениях и этим подавлять их рост. Но основная часть нитритов, подвергаясь дальнейшим превращениям, даёт аммиак (NH3). Аммиак русский учёный Д.М. Прянишников назвал альфой и омегой в питании растений.

В мировой науке о нитратах знали уже давно. Сейчас общеизвестно, что нитраты обладают высокой токсичностью для человека и сельскохозяйственных животных:

<
  1. Нитраты под воздействием фермента нитратредуктазы восстанавливаются до нитратов, которые взаимодействуют с гемоглобином крови и окисляют в нём 2-х валентное железо в 3-х валентное. В результате образуется вещество метгемоглобин, который уже не способен переносить кислород. Поэтому нарушается нормальное дыхание клеток и тканей организма (тканевая гипоксия), в результате чего накапливается молочная кислота, холестерин, и резко падает количество белка.
  2. Особенно опасны нитраты для грудных детей, т.к. их ферментная основа несовершенна и восстановление метгемоглобина в гемоглобин идёт медленно.
  3. Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества токсины, в результате чего идёт токсикация, т.е. отравление организма. Основными признаками нитратных отравлений у человека являются:
  • синюшность ногтей, лица, губ и видимых слизистых оболочек;
  • тошнота, рвота, боли в животе;
  • понос, часто с кровью, увеличение печени, желтизна белков глаз;
  • головные боли, повышенная усталость, сонливость, снижение работоспособности;
  • одышка, усиленное сердцебиение, вплоть до потери сознания;
  • при выраженном отравлении — смерть.
  1. Нитраты снижают содержание витаминов в пище, которые входят в состав многих ферментов, стимулируют действие гормонов, а через них влияют на все виды обмена веществ.
  2. У беременных женщин возникают выкидыши, а у мужчин — снижение потенции.
  3. При длительном поступлении нитратов в организм человека (пусть даже в незначительных дозах) уменьшается количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы.
  4. Установлено, что нитраты сильно влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте у человека.
  5. Нитраты способны вызывать резкое расширение сосудов, в результате чего понижается кровяное давление.

    При всём вышеизложенном следует помнить, вред наносят организму человека не сами нитраты, а нитриты, в которые они превращаются при определённых условиях.

    Для взрослого человека предельно допустимая норма нитратов 5мг на 1кг массы тела человека, т.е. 0,25г на человека весом в 60кг. Для ребёнка допустимая норма не более 50мг.

    Сравнительно легко человек переносит дневную дозу нитратов в 15-200мг; 500мг — это предельно допустимая доза (600мг — уже токсичная доза для взрослого человека). Для отравления грудного малыша достаточно и 10мг нитратов.

    В Российской Федерации допустимая среднесуточная доза нитратов — 312мг, но в весенний период реально она может быть 500-800мг/сутки.

    Нитраты попадают в организм человека через различные пути.

  6. Через продукты питания:

    а) растительного происхождения;

    б) животного происхождения;

  7. Через питьевую воду.
  8. Через лекарственные препараты.

    Основная масса нитратов попадает в организм человека с консервами и свежими овощами (40 – 80% суточного количества нитратов).

    Незначительное количество нитратов поступает с хлебо-булочными изделиями и фруктами; с молочными продуктами попадает их — 1% (10-100мг на литр).

    Часть нитратов может образоваться в самом организме человека при его обмене веществ.

    Также нитраты поступают в организм человека с водой, которая является одним из основных условий нормальной жизни человека. Загрязнённая питьевая вода вызывает 70-80% всех имеющихся заболеваний, которые на 30% сокращают продолжительность жизни человека. По данным ВОЗ по этой причине заболевает более 2млрд человек на Земле, из которых 3,5млн умирает (90% из них составляют дети младше 5 лет). В питьевой воде из подземных вод содержится до 200мг/л нитратов, гораздо меньше их в воде из артезианских колодцев. Нитраты попадают в подземные воды через различные химические удобрения (нитратные, аммонийные), с полей и от химических предприятий по производству этих удобрений. Наибольшее количество нитратов содержится в грунтовых водах, а значит, и в колодезной воду. Обычно жители городов пьют воду, где содержится до 20мг/л нитратов, жители же сельской местности — 20-80мг/л нитратов.

    Нитраты содержатся и в животной пище. Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов (5-25мг/кг в мясе, и 2-15мг/кг в рыбе). Но нитраты и нитриты добавляют в готовую мясную продукцию с целью улучшения её потребительских свойств и для более длительного её хранения (особенно в колбасных изделиях). В сырокопчёной колбасе содержится нитритов 150мг/кг, а в варёной колбасе — 50-60мг/кг.

    Также нитраты попадают в организм человека через табак. Выяснено, что некоторые сорта табака содержат до 500мг нитратов на 100г сухого вещества.

    Само по себе присутствие нитратов в растениях – нормальное явление, т.к. они являются источниками азота в этих организмах, но излишнее увеличение их крайне нежелательно, т.к. они обладают высокой токсичностью для человека сельско-хозяйственных животных.

    Нитраты в основном скапливаются в корнях, корнеплодах, стеблях, черешках и крупных жилках листьев, значительно меньше их в плодах.

    Нитратов также больше в зеленых плодах, чем в спелых. Из разных сельско-хозяйственных растений больше всего нитратов содержится в салате (особенно в тепличном), в редьке, петрушке, редисе, столовой свёкле, капусте, моркови, укропе:

  • в свекле и моркови больше нитратов в верхней части корнеплода, а в моркови также и в сердцевине его.
  • в капусте — в кочерыжке, в толстых черешках листьев и в верхних листьях.

    Выяснено также, что у всех овощей и плодов больше всего содержатся нитраты в их кожице.

    По способности накапливать нитраты овощи, плоды и фрукты делятся на 3 группы :

  1. с высоким содержанием (до 5000мг/кг сырой массы): салат, шпинат, свекла, укроп, листовая капуста, редис, зелёный лук, дыни, арбузы.
  2. со средним содержанием (300-600мг): цветная капуста, кабачки, тыквы, репа, редька, белокачанная капуста, хрен, морковь, огурцы.
  3. с низким содержанием (10-80мг): брюссельская капуста, горох, щавель, фасоль, картофель, томаты, репчатый лук, фрукты и ягоды.

    С физиологической точки зрения, количество нитратного азота в растениях определяется соотношением:

  • процессов поглащения;
  • транспорта;
  • ассимиляции;
  • распределения его в разных органах и частях растения.

    И все эти процессы обусловлены совокупностью почвенно-экологических условий, агротехнических и генетических факторов.

    Таким образом, накопление нитратов в растениях зависит от комплекса многих причин:

  1. от биологических особенностей самих растений и их сортов. Выяснено, что больше всего нитратов содержится в редисе сорта «Красный великан» по сравнению с другими её сортами («розовый с белым кончиком», «жара» и др.). Содержание нитратов зависит и от возраста растений: в молодых органах их больше (кроме шпината и овса). Меньше накапливается нитратов в гибридных растениях. Нитратов больше в ранних овощах, чем в поздних.
  2. от режима минерального питания растений. Так, микроэлементы (особенно молибден) снижают содержание нитратов в редисе, редьке и цветной капусте; цинк и литий — в картофеле, огурцах и кукурузе. Уменьшается содержание нитратов в растениях и в результате замены минеральных удобрений на органические (навоз, торф и др.), которые постепенно разлагаются и усваиваются растениями. Органические удобрения положительно влияют на капусту, морковь, свеклу, петрушку, картофель, шпинат. Нерациональное, халатное использование химических удобрений, чрезмерные дозы их приводят к сильному накоплению нитратов, особенно в столовых корнеплодах. Содержание нитратов возрастает сильнее при использовании нитратных удобрений ( KNO3, NaNO3, Ca(NO3)2 ), чем при употреблении аммонийных. За последние годы (со слов руководителя лаборатории пищевой токсикологии института питания Т.С.Хотимченко) произошло существенное снижение нитратов в продуктах отечественного растеневодства по причине меньшего использования химических удобрений в виду их дороговизны. Если в 1988-89 годах ПДК по нитратам превышал 15% у овощей, то теперь — не более 3%.
  3. Накопление нитратов зависит и от факторов окружающей среды (температуры, влажности воздуха, почвы, интенсивности и продолжительности светового освещения):
  • чем длиннее световой день, тем меньше нитратов в растениях;
  • при влажном и холодном лете (1985г.) количество нитратов увеличилось в 2,5 раза.
  • при повышении температуры до 20°С количество нитратов снизилось в столовой свекле в 3 раза. Нормальная освещённость растений снижает содержание нитратов, поэтому в тепличных растениях нитратов больше.

    Очень важно не только знать в каких растениях, в каких их органах и частях содержатся в основном нитраты, но и не менее важно надо знать, как уменьшить содержание этих ядовитых веществ для организма, поэтому предлагается ряд ценных советов:

  1. Снижается количество нитратов при термической обработке овощей (мойке, варке, жарке, тушении и бланшировке). Так, при вымачивании — на 20-30%, а при варке на 60-80%.
  • в капусте — на 58%;
  • в столовой свекле — на 20%;
  • в картофеле — на 40%.

    При этом следует помнить, что при усиленной мойке и бланшировании (обваривании кипятком) овощей в воду уходят не только нитраты, но и ценные вещества: витамины, минеральные соли и др.

  1. Чтобы снизить количество нитратов в старых клубнях картофеля, его клубни следует залить 1%-ным раствором поваренной соли.
  2. У паттисонов, кабачков и баклажанов необходимо срезать верхнюю часть, которая примыкает к плодоножке.
  3. Так как нитратов больше в кожуре овощей и плодов, то их (особенно огурцы и кабачки) надо очищать от кожуры, а у пряных трав надо выбрасывать их стебли и использовать только листья.
  4. У огурцов, свеклы, редьки к тому же надо срезать оба конца, т.к. здесь самая высокая концентрация нитратов.
  5. Хранить овощи и плоды надо в холодильнике, т.к. при температуре +2°С невозможно превращение нитратов в более ядовитые вещества — нитриты.
  6. Чтобы уменьшить содержание нитритов в организме человека надо в достаточном количестве использовать в пищу витамин С (аскорбиновую кислоту) и витамин Е , т.к. они снижают вредное воздействие нитратов и нитритов.
  7. Выяснено, что при консервировании уменьшается на 20-25% содержание нитратов в овощах, особенно при консервировании огурцов, капусты, т.к. нитраты уходят в рассол и маринад, которые поэтому надо выливать при употреблении консервированных овощей в пищу.
  8. Салаты следует готовить непосредственно перед их употреблением и сразу съедать, на оставляя «напотом».

    Проблема токсичного накопления нитратного азота в сельско-хозяйственной продукции и вредного воздействия его на человека и сельско-хозяйственных животных на современном этапе является одной из наиболее острых и актуальных.

    Решением этой задачи заняты многие научно-исследовательские учреждения всего мира, но несмотря на пристальное внимание к этой проблеме до сих пор радикального решения пока не найдено.

     
     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    ЗАДАНИЕ

     

    На состояние озонового слоя влияют выбросы:

    а) диоксинов;

    б) фреонов;

    в) оксидов азота;

     

    Ответ

     

    На состояние озонового слоя влияют выбросы фреонов (ответ б)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

     

  9. Акимов О. С. Естествознание. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007.
  10. Гайлите М., Гайлитис М., Ещё раз о нитратах. Наука и мы, 1990, №6.
  11. Глунцев Н.М., Дмитриева Л.В., Макарова С.О., Как снизить содержание нитратов в продукции // Картофель и овощи, 1990. №1, С.24-28.
  12. Горелов А. А. Концепции современного естествознания. — М.: Центр, 2009.
  13. Захарченко М.П. и др. Гигиеническая диагностика водной среды. –СПб: Наука, 1996.
  14. Елисеева Н.В., Власова Н.М., Амбарцумян Л.И. Экология.– Краснодар: ООО «Антриум», 2004.
  15. Соколов О., Семёнов В., Агаев В., Нитраты в окружающей среде. Пущино, 1990.
  16. Экологическая оценка и экологическая экспертиза / О.М. Черп, М.В. Хотулева, В.Н. Винченко и др. –М.: Социально-экологический союз, 2001.

     

     

     

     

     

     

     

     

     


     

<

Комментирование закрыто.

MAXCACHE: 0.93MB/0.00130 sec

WordPress: 22.43MB | MySQL:110 | 1,549sec